Las baterías de iones de litio son esenciales y muy populares como dispositivos de almacenamiento recargables en electrodomésticos, ordenadores personales, portátiles, tabletas, teléfonos móviles, almacenamiento de baterías para sistemas fotovoltaicos y para la electromovilidad respetuosa con el clima. La tendencia al uso de estas pilas recargables de alto rendimiento no cesa.
En Alemania se espera un número muy elevado de matriculaciones de coches eléctricos en el futuro. El gobierno alemán planea tener diez millones de vehículos eléctricos matriculados para 2030. Muchos consumidores ya poseen numerosos aparatos (domésticos) con baterías de iones de litio potentes y de bajo consumo. Esto plantea retos particulares a los consumidores y a las empresas de gestión de residuos, así como a la correcta eliminación para un reciclaje que ahorre recursos.
Baterías de iones de litio
Las pilas recargables de iones de litio se comercializan principalmente como pilas recargables NMC de litio-níquel-manganeso-óxido de cobalto. Difieren en tamaño, forma y composición química.
Las pilas recargables de iones de litio son especialmente adecuadas para aplicaciones móviles, ya que son pequeñas y ligeras. Los valores y requisitos de estos acumuladores (pilas recargables) varían según el diseño. Tienen características diferentes, como la corriente y tensión de carga y descarga máximas permitidas, la sensibilidad a la temperatura y la tensión de la célula. Tienen una alta densidad energética gracias al litio y son recargables.
Ventajas de las pilas de ión-litio
Alta densidad energética y rendimiento
Las pilas de iones de litio tienen una alta densidad energética debido a los iones de litio que contienen. En comparación con otras pilas, tienen un rendimiento muy alto. Su tasa de autodescarga también es muy baja. No tienen efectos memoria como las pilas NiMH y NiCd conocidas hasta ahora. Son seguras si se manipulan correctamente y se utilizan con cuidado. Si se almacenan o eliminan incorrectamente, pueden inflamarse y provocar incendios graves.
Recargabilidad y reutilización
Otra ventaja es que se pueden recargar repetidamente. Esto significa que no hay que cambiar las pilas vacías y desecharlas después de usarlas. Como pueden recargarse unas mil veces y, dependiendo de la pila, bastante más, son respetuosas con el medio ambiente. Ahorran recursos que se utilizarían en la producción de pilas normales. Según un cálculo de la Agencia Federal de Medio Ambiente, el uso de estas baterías ahorra “alrededor de medio kilogramo de dióxido de carbono relevante para el clima por hora de mantenimiento de la batería”.
Longevidad
Las baterías de iones de litio basadas en fosfato de hierro y litio duran unas cinco veces más que las baterías convencionales de plomo-ácido de los vehículos. Además, no necesitan mantenimiento. Para prolongar su “vida útil” deben respetarse las normativas correspondientes.
La batería de iones de l itio instalada en los coches eléctricos es especialmente eficaz, ya que la carga es más rápida en general que con una batería de plomo-ácido. Por este motivo, las baterías de iones de l itio ligeras y de carga rápida se instalan en los vehículos eléctricos. Además, las baterías de iones de litio también alcanzan amperajes suficientemente altos a corto plazo, como para el arranque o el encendido del vehículo.
Inconvenientes de las pilas de ión-litio
Una desventaja de las pilas de iones de litio es su sensibilidad a las temperaturas demasiado altas o demasiado bajas. No toleran la luz solar intensa (a partir de unos 50 grados Celsius) ni las temperaturas frías, especialmente por debajo de 20 grados Celsius bajo cero. Entonces, el aparato que funciona con pilas se apaga automáticamente durante el funcionamiento.
Sensibilidad a las temperaturas extremas
Un almacenamiento inadecuado acorta la vida de la pila
Si la batería de iones de litio no se carga durante un periodo de tiempo prolongado, puede envejecer y dejar de funcionar o cargarse por completo. Por tanto, si no se utiliza durante mucho tiempo, debe recargarse a los seis meses como máximo. También es sensible a la sobrecarga; por ejemplo, una batería instalada en un ordenador portátil tiene un circuito de protección diseñado para evitar el fallo del dispositivo. La sobrecarga y la descarga profunda pueden acortar considerablemente la vida útil de la batería. Para un uso correcto, es mejor cargar la batería con aproximadamente un 20% de carga restante y retirarla de la corriente de carga al 90%. La batería debe almacenarse a temperaturas entre 10 y 25 grados Celsius para maximizar su vida útil.
Otro problema es que en su producción se utilizan recursos finitos como cobalto, litio, manganeso, níquel, cobre y otros. Para que el balance medioambiental y energético sea positivo, debe reciclarse una proporción suficiente de ellos.
Relevancia del reciclaje de las pilas de ión-litio
La necesidad de reciclar las pilas de iones de litio tiene una importancia estratégica. Metales como el níquel, el cobalto, el litio, el manganeso, el cobre, el hierro, el aluminio e incluso la plata pueden recuperarse de las pilas viejas y reutilizarse como materias primas secundarias. Un hecho significativo en el marco de los objetivos del Pacto Verde Europeo. Los objetivos de la política del Pacto Verde Europeo de la Comisión Europea son unaeconomía limpia y circular y la expansión de una cadena de valor europea independiente para el desarrollo de pilas y baterías de iones de litio de alto rendimiento, especialmente para la electromovilidad. Esto debería garantizar que los materiales básicos como el cobalto, los compuestos de litio y los compuestos de cobalto permanezcan en el ciclo y, por tanto, en la cadena de valor con un alto grado de pureza. Esto haría a los países europeos menos dependientes de las costosas importaciones extranjeras. En vista del rápido crecimiento de la e-movilidad, países europeos como Alemania, Francia y otros han formulado una estrategia conjunta conocida como “Airbus Europeo de las Baterías”. Se va a apoyar financieramente a las empresas europeas para que desarrollen sus centros de producción y más experiencia en Europa. De este modo, se podrá llevar a cabo un reciclaje respetuoso con el medio ambiente, rentable, eficiente energéticamente y socialmente responsable, y se podrá realizar la cadena de valor europea.
Eliminación adecuada de las pilas de iones de litio
Las pilas de ión-litio no deben eliminarse con la basura doméstica normal, sino sólo de forma profesional a través de centros de recogida especiales.
Las obligaciones de recogida y notificación, así como los requisitos de reciclaje, están regulados por la Ley de Pilas (BattG). Según el §5 de la BattG los fabricantes están obligados a recoger gratuitamente las pilas usadas, en particular las de ión-litio. Éstas deben tratarse de acuerdo con el estado de la técnica y reciclarse (§14 de la BattG).
La batería de ión-litio que no esté instalada en un aparato debe devolverse a un punto de recogida adecuado. Estos puntos de recogida incluyen las tiendas que venden pilas de iones de litio y pilas recargables. También pueden entregarse en centros de reciclaje y puntos móviles de recogida de residuos peligrosos. Los terminales de las pilas de iones de litio que se retiren para su eliminación deben cubrirse con cinta aislante como precaución ante un posible cortocircuito. Los polos de la pila también deben precintarse para un almacenamiento más prolongado, debido al riesgo de incendio.
La eliminación incorrecta en puntos de recogida o centros de reciclaje adecuados supone un alto riesgo de incendio tanto para los consumidores como para las empresas de eliminación. Las pilas y baterías recargables que se eliminan de forma incorrecta pueden inflamarse y provocar situaciones de peligro de muerte por incendio. Por esta razón, las pilas de iones de litio y otras baterías no deben desecharse con la basura doméstica normal. Hacerlo expone a los consumidores y a los empleados de las empresas de eliminación de residuos a posibles riesgos de incendio y daños materiales.
Desechándolas correctamente, se pueden recuperar valiosos materiales básicos como el cobalto, el cobre, el litio, el manganeso, el níquel y el zinc, y devolverlos eficazmente al ciclo de materiales, por ejemplo para producir nuevas pilas recargables respetuosas con el medio ambiente. Según los cálculos de la Stiftung Gemeinsames Rücknahmesystem, la tasa de recogida de pilas en Alemania se situó justo por debajo del 51% en 2021. Esto significa que aún se cumple el 50% de la obligación legal de recogida. Esto significa que en el futuro habrá que deshacerse aún más correctamente de las pilas nuevas de ión-litio y otras baterías para alcanzar la tasa de reciclaje más alta posible. Actualmente, sólo se devuelven al ciclo alrededor de la mitad de las pilas. El inconveniente de esto es que se pierden sustancias importantes y escasamente disponibles, como el litio, si no se devuelven a través del reciclaje. Debe perseguirse un aumento masivo del reciclaje de hasta el 80% por el equilibrio medioambiental y energético y para evitar incendios.
Baterías de iones de litio probadas con éxito en dispositivos de medición GSA según la norma UN 38.3 para una seguridad máxima
Las baterías de iones de litio instaladas en los dispositivos de medición GSA cumplen las estrictas y actuales pruebas de seguridad de acuerdo con UN 38.3 (Manual UN, Parte III). Han sido probadas externamente por un centro de pruebas profesional. Las pruebas individuales conforme a UN38.3 incluyen condiciones simuladas como impacto, presión, aplastamiento y condiciones de transporte.
Todas las baterías de iones de litio instaladas en los dispositivos de medición GSA son de la máxima calidad y seguridad para el transporte por tierra, mar y aire. Las baterías de iones de litio instaladas en los dispositivos de medición GSA han superado con éxito las siguientes pruebas UN 38.3:
- Simulación de altitud
- Prueba térmica
- Vibración
- Choque
- Cortocircuito externo
- Efecto de impacto
- Prueba de sobrecarga
- Descarga forzada
Ventajas y desventajas de las pilas de ión-litio – Evaluación del ciclo de vida: Respuestas a las preguntas más frecuentes
1. ¿Cómo pueden reconocer los consumidores si sus pilas de ión-litio necesitan ser sustituidas?
- El momento en que hay que cambiar las pilas de iones de litio puede reconocerse por signos como la reducción de la vida útil de la pila, un desarrollo excesivo de calor o una pila hinchada.
2. ¿Existen medidas de seguridad especiales que deban observarse al manipular pilas de iones de litio?
- Hay medidas de seguridad especiales que deben observarse al manipular estas pilas para evitar riesgos como incendios y explosiones.
3. ¿Cómo pueden las empresas garantizar la seguridad en la manipulación de las pilas de iones de litio?
- Las empresas pueden garantizar la seguridad al manipular baterías de iones de litio siguiendo protocolos de seguridad estrictos y formando a sus empleados en consecuencia.
Fuentes:
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www.akku-experte.de/wie-lange-haelt-ein-lithium-ionen-akku-4/
www.autobatterienbilliger.de/vorteile-lithium-batterie
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www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/klimaschonender-verkehr-1790050
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es.wikipedia.org/wiki/Acumulador de iones de litio#Eliminación
www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/elektrogeraete/lithium-batterien-lithium-ionen-akkus#hintergrund